Question

9．某化學興趣小組在教師指導下，對“H₂O₂在MnO₂催化作用下發生分解反應”進行相關探究活動．
提示：a．裝置中產生氧氣的量可以用壓強傳感器測出（在等溫條件下，產生氧氣體積與裝置內壓強成正比．反應放熱忽略不計）；b．實驗中H₂O₂溶液的溶質質量分數為3%

回答下列問題：
（1）甲裝置中發生反應的化學方程式：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
（2）使甲裝置中MnO₂與3%H₂O₂溶液完全混合的操作方法：傾斜錐形瓶，使瓶內試管中液體完全倒出；實驗完畢后，從混合液中分離、回收MnO₂的實驗操作是過濾、洗滌、干燥．
（3）為探究“等質量的MnO₂對不同體積的3%H₂O₂溶液分解反應的影響”，各取0.1g MnO₂分別與2mL、4mL、6mL的3%H₂O₂溶液混合，得到實驗結果如圖乙，從圖中可得到的信息（寫一條）：二氧化錳質量為0.1g時，不同體積（≤6mL）的3%的過氧化氫溶液完全分解需要的時間相同，或
二氧化錳質量為0.1g時，3%的過氧化氫溶液越多，產生的氧氣越多，或0.1g二氧化錳對不同體積（≤6mL）的3%的過氧化氫溶液的催化效果相同．
（4）興趣小組通過另一個實驗得到實驗結果如圖丙（提示：3%H₂O₂溶液每次用量8mL）．
①該實驗的目的：探究不同質量的二氧化錳對相同體積的3%過氧化氫溶液分解速率的影響．
②該實驗的方案：分別取0.03g、0.06g、0.08g的二氧化錳與8mL3%的過氧化氫溶液混合．
③由圖丙可知，當MnO₂的用量增加到0.08g時，分解速度達到實驗要求．在此實驗條件下，若MnO₂的質量有4g（一藥匙），就能使如圖C（選填字母）燒杯中所裝的3%H₂O₂溶液，其分解速度最接近實驗要求．

Answer 1

分析 （1）過氧化氫在二氧化錳催化作用下分解生成水和氧氣；
（2）過濾能夠把不溶于水的物質從液體中分離出來；
（3）根據圖中信息可以判斷相關方面的問題；
（4）根據圖中信息可以判斷實驗目的，根據實驗目的可以選擇實驗方案；
當MnO₂的用量增加到0.08g時，分解速度達到實驗要求，即二氧化錳的質量和3%過氧化氫溶液的體積比為1：100時，分解速度達到實驗要求．

解答 解：（1）甲裝置中發生反應的化學方程式為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
故填：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
（2）使甲裝置中MnO₂與3%H₂O₂溶液完全混合的操作方法是：傾斜錐形瓶，使瓶內試管中液體完全倒出；
二氧化錳不溶于水，實驗完畢后，從混合液中分離、回收MnO₂的實驗操作是過濾、洗滌、干燥．
故填：傾斜錐形瓶，使瓶內試管中液體完全倒出；過濾．
（3）從圖中可得到的信息有：二氧化錳質量為0.1g時，不同體積（≤6mL）的3%的過氧化氫溶液完全分解需要的時間相同，二氧化錳質量為0.1g時，3%的過氧化氫溶液越多，產生的氧氣越多，0.1g二氧化錳對不同體積（≤6mL）的3%的過氧化氫溶液的催化效果相同．
故填：二氧化錳質量為0.1g時，不同體積（≤6mL）的3%的過氧化氫溶液完全分解需要的時間相同，或
二氧化錳質量為0.1g時，3%的過氧化氫溶液越多，產生的氧氣越多，或0.1g二氧化錳對不同體積（≤6mL）的3%的過氧化氫溶液的催化效果相同．
（4）①該實驗的目的是：探究不同質量的二氧化錳對相同體積的3%過氧化氫溶液分解速率的影響．
故填：探究不同質量的二氧化錳對相同體積的3%過氧化氫溶液分解速率的影響．
②該實驗的方案為：分別取0.03g、0.06g、0.08g的二氧化錳與8mL3%的過氧化氫溶液混合．
故填：分別取0.03g、0.06g、0.08g的二氧化錳與8mL3%的過氧化氫溶液混合．
③當MnO₂的用量增加到0.08g時，分解速度達到實驗要求，即二氧化錳的質量和3%過氧化氫溶液的體積比為1：100時，分解速度達到實驗要求，在此實驗條件下，若MnO₂的質量有4g（一藥匙），就能使400mL3%H₂O₂溶液的分解速度最接近實驗要求．
故填：C．

點評 實驗現象是物質之間相互作用的外在表現，因此要學會設計實驗、觀察實驗、分析實驗，為揭示物質之間相互作用的實質奠定基礎．